干砂与饱和砂土场地直斜群桩横向动力响应特性对比研究

群桩基础的横向动力响应一直是岩土工程抗震领域研究的热点问题,为此开展了干砂与饱和砂土场地条件下2×2直斜群桩的离心机振动台试验,然后基于FLAC3D软件引入砂土液化大变形本构建立三维数值模型,将试验结果与数值模拟结果进行对比验证,深入分析试验和模拟中直斜群桩横向动力响应规律。结果表明:在干砂场地中,直群桩承台加速度总大于斜群桩承台加速度;在饱和砂土场地中,直斜群桩承台加速度均出现了一定程度的衰减现象,而直群桩承台的加速度衰减现象较斜群桩承台更为明显;干砂场地中桩身弯矩随桩间距的增大而减小,饱和砂土场地中桩身弯矩随着桩间距的增加呈现先增大后减小的趋势;干砂场地中承台加速度相对于输入台面加速度的放大倍数小于1时所需的桩间距大于饱和砂土场地。

锡林浩特露天煤矿排土场不同恢复措施植被群落特征分析

有效的排土场植被重建会有利于矿区及周边生态功能的恢复,不同措施植被恢复效果不同。以锡林郭勒盟胜利煤田西二号露天煤矿外排土场为研究对象,于2007年开始进行修复工作,本研究对排土场恢复第13年3种不同恢复措施下的植物群落进行调查。其中,3种不同措施分别为生物笆覆盖措施(简称SW)、沙障覆盖措施(简称SZ)和人工条播措施(简称RT)。不同措施坡面同时分为坡上(PS)、坡中(PZ)、坡下(PX)和平台(PT)4个高度。结果表明:(1)覆盖措施恢复效果明显,物种多样性显著高于RT措施,其中SW措施效果较好。(2)同一措施下各高度中,PT恢复效果最好,坡度对于植物生长存在一定影响。(3)一年生草本植物芸薹(Brassica rapa var.oleifera),多年生草本植物披碱草(Elymus dahuricus),灌木植物小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、柠条锦鸡儿(C.korshinskii)对于胜利煤田矿区排土场生态环境适应性较好。

不同立地条件簇生形态梭梭固沙特征分析

梭梭(Haloxylon ammodendron)是新疆境内分布最广、面积最大的沙生植物,具有单株和簇生2种生长形态,簇生形态梭梭基部形成沙堆,对移动沙丘有显著的固定效果,其基部沙堆的高低反映固沙能力的强弱。为探究不同立地条件下簇生形态梭梭固沙能力,以及影响簇生形态梭梭固沙能力的形态学指标,本研究以精河县甘家湖、石河子市149团、五家渠市103团簇生形态梭梭为研究对象,实地测量簇生形态梭梭在3种立地条件(迎风坡、垄顶、丘间)的株高、分枝数量、冠幅、分枝基径及基部沙堆厚度,计算沙堆厚度和簇生形态梭梭4个形态指标之间的相关系数。结果表明:(1)簇生形态梭梭基部沙堆厚度与立地条件间无显著相关性,但是丘间更有利于簇生形态梭梭积沙;(2)簇生形态梭梭基部沙堆厚度与冠幅和分枝基径极显著相关(P<0.01),相关系数分别达到0.726和0.676,与梭梭株高显著相关(P<0.05),簇生形态梭梭固沙能力主要由冠幅决定,其次是分枝基径和株高。

采砂船停泊区岸线选址技术论证及综合影响分析

对采砂船停泊区岸线选址进行详细论证,并分析其对周边环境和设施的综合影响。在论证比选过程中,充分考虑了各初选点的位置、水流条件、通航情况等要素,并选取最优方案。综合影响分析中,着重考虑了壅水影响、水流流态影响、桥梁和码头正常运行影响、闸和泵站正常运行影响以及丁坝正常运行影响。分析结果表明所选停泊区岸线位置对周边环境和设施影响较小,能够满足采砂船停泊和作业需求。

地球物理技术在海砂矿资源评价及选址中的应用

为进一步提高海砂资源勘查的效率与精度,以某海域经济开发区海砂矿资源评价及选址项目为例,采用多波束测深、单道地震系统、侧扫声呐及钻探等技术,较为精细地刻画海底地形、微地貌及浅部地层特征,探明了砂体的沉积格局及平面展布规律,厘清了工程区海砂资源的分布范围和厚度特征。以单道地震剖面及钻孔约束数据为基础,结合高分辨率地形水深数据,建立海砂体的DEM模型对工程区海砂资源量进行评价,并采用地质块段法对矿体进行验证性估算。模型计算结果表明:海砂的总资源量约为2.017×10~7 m^(3),地质块段法计算海砂矿总资源量约为1.905×10~7 m^(3),两者相差5.55%,,两者相互验证,满足估算精度要求,有效保障海砂体积的计算精度;地球物理方法的应用能有效提高海砂资源量探测精度,降低探测成本,可广泛应用于海域海砂资源量探测,应用前景广阔。

地震与水平环境荷载下风电单桩基础动力响应分析

为探究复杂环境荷载和地震共同作用下饱和场地中单桩基础的动力响应,文中采用有限差分整体时程数值分析方法,对饱和砂土场地中海上风电单桩基础在水平环境荷载与地震荷载联合作用下的动力响应进行了非线性分析。通过与离心机试验结果对比,验证了所建立的数值分析模型的合理性与有效性。基于数值计算结果,对地震单独作用和水平环境荷载-地震联合作用2种工况下海上风电单桩基础的动力响应规律差异进行探讨,并进一步分析了上部结构质量、埋深等对联合荷载作用下单桩基础动力响应的影响。研究结果表明,在海上风电单桩基础结构设计中应考虑水平环境荷载与地震联合作用的影响,且应将桩的埋深作为重要设计参数加以考虑,而结构质量对联合荷载作用下海上风电单桩基础结构体系响应的影响较小。

水泥粉煤灰稳定风积沙碎石基层路用性能监测

为研究水泥粉煤灰稳定风积沙碎石用于沙漠公路半刚性基层的可行性,开展室内外试验研究。首先,对水泥粉煤灰稳定风积沙碎石基层混合料开展室内7 d无侧限抗压强度试验;其次,设计全断面掺风积沙、基层掺风积沙、基层与底基层掺风积沙和未掺风积沙的4种路基路面结构形式试验段,将满足要求的风积沙基层混合料应用于试验段,并埋设传感器监测在一个冻融循环过程中各结构内温度、水分、应变、土压力的变化。结果表明:结构层内温度和水分变化与基层风积沙掺量无关;风积沙掺量对基层竖向应变影响大于横向应变;路基土的压力变化受底基层影响大于基层。监测水泥粉煤灰稳定风积沙碎石基层数据可为沙漠公路半刚性基层设计提供理论和应用参考。

榆林沙区樟子松人工林立地质量数量化评价

为了对榆林沙区樟子松人工林的造林培育及可持续经营提供参考依据。本研究在榆林市榆阳区设置了38块20 m×20 m的樟子松人工林样地,调查了不同林龄樟子松的胸径、树高等生长指标,应用数量化理论Ⅰ预测模型建立樟子松人工林优势木平均树高与立地因子之间的多元回归方程并确定立地评价等级,对樟子松人工林的立地质量进行了数量化评价。结果表明:(1)榆林沙区樟子松人工林随着林龄的增长,樟子松人工林平均胸径、树高均会有显著增长,且在第10~20年增长速度最快。(2)以坡向、海拔和坡位这三个主导因子将樟子松人工林划分为12个立地类型区,进行立地分类结果评价。通过对调查样地进行立地评价,可以看出调查样地中75%的樟子松人工林立地评价等级在中级以上,表明榆林地区的樟子松种植区域立地条件较好,适合樟子松种植。预测方程经过检验达到要求,说明利用数量化理论Ⅰ可以对樟子松人工林进行立地质量评价和生长趋势预测。

榆林沙地防护林退化原因分析

通过查阅文献和野外调查相结合的方法,分析了榆林风沙区飞播灌木林的现状及其退化原因。结果表明:榆林沙区防护林的退化原因与立地条件、气候条件、经营管理有关。通过分析不同立地类型同种植物的生长势,同种立地类型不同植物的生长量以及防护林退化和演替方向,发现杨柴(Hedysarum mongolicum Turez)和蒙古虫实(Corispermum mongolicum)更适宜生长在迎风坡,沙蒿和狗娃花更适合生长在丘间地和坡底。丘间地灌木生长适宜性从高到低依次为沙打旺、沙蒿、柠条,缓坡依次为柠条、沙蒿、沙打旺,平沙地依次为沙打旺、柠条、沙蒿。

考虑场地动应力条件的饱和海洋粉细砂液化特性

确保地震荷载作用下海床场地的动力稳定性是海洋工程全寿命周期安全运行的重要保证,然而对复杂海域环境下饱和粉细砂的液化特性研究尚属少见。基于海域场地动应力计算方法,确定各试验工况的场地循环应力比CSR,并对试样施加与之对应的不排水循环荷载。试验结果表明:可液化的海洋粉细砂在考虑其场地动应力条件的循环荷载作用下出现不同的液化可能性;粉细砂呈循环破坏模式,将双幅轴向应变>5%作为循环破坏标准;海洋粉细砂的液化可能性与土体的埋深及动应力均不呈单一相关性,而是随着干密度的增大,液化振次逐渐增大,当干密度>1.72 g/cm^(3)时土体不再液化。该结果可为杭州湾区抗震区划及海洋工程结构抗震设计提供参考。

缓倾斜液化场地地铁车站结构变形分析

为了研究缓倾斜液化场地对地基土-地铁车站结构地震反应的影响,探讨缓倾斜液化场地液化过程中地下结构的位移变形,采用有限差分软件FLAC3D建立缓倾斜液化场地地基土-地铁车站结构的数值分析模型,采用本构模型Finn对所建立的模型进行地震液化分析;通过分析地铁车站结构周围场地液化分布特征、位移云图和地面倾角分别为0°、1°、2°、3°的4种工况下地铁车站的位移时程曲线,探讨地面倾角对周围场地、地铁车站结构的影响,分析4种工况下缓倾斜液化场地中地铁车站结构的位移地震响应。结果表明:在4种工况下,车站周围液化严重,液化分布基本呈对称分布,右侧底部液化程度随地面倾角的增大而增大;车站发生不均匀上浮并且发生逆时针偏转,底板左右两侧最大上浮差值达到6.2 mm;随着地面倾角的增大,土体出现流滑现象,当地面倾角为3°时,土体流滑位移达到1.6 m,并且车站结构发生33 mm的侧向位移;车站层间位移角随着地面倾角的增大而增加,当地面倾角为3°时,层间位移角超过规范限值。

基于现场实测的流砂偏压隧道围岩大变形特征分析

本文以某样本隧道为背景,通过对典型断面开挖后的现场监测和三维数值模拟,探讨了流砂偏压段隧道围岩和支护体系的变形及受力特征。结果表明:受左上方处于潜塑状态的流砂层影响,隧道开挖后,隧道左侧支护结构所受围岩压力为形变压力;左侧应力释放导致竖向沉降呈现出明显的“左大右小”的非对称分布特点;竖向临时钢支撑对限制围岩变形无明显作用;采用“三角式”钢桁架封闭断面,并辅以小导管径向注浆,可有效控制隧道围岩变形;流砂层在开挖后形成了贯通的塑性区域,左侧锚杆没有很好发挥锚固效果,建议在后续施工中使用中空注浆锚索代替。研究成果可为类似上覆流砂段隧道工程的设计、施工及应急预案制定提供一定的参考。

深厚砂层桩端后注浆灌注桩现场试验研究

深厚砂层中钻孔灌注桩施工存在泥皮厚、桩端沉渣难控制等问题。本文以中原某项目为例,对钻孔灌注桩采用桩端后注浆工艺进行加强处理,并在现场进行了一系列竖向抗压静载荷试验和抗拔试验。试验表明:在深厚密实砂层中采用桩端后注浆工艺,再满足一定量的注浆量后可同时达到加固桩端和桩侧的效果,有效提高桩端阻力和桩侧摩阻力;竖向抗压承载力极限值综合提高系数可达3.5,抗拔承载力极限值提高系数可达2.0;桩端沉降大小与注浆量密切相关。本研究可为后续类似深厚砂层钻孔灌注桩桩端后注浆的设计提供参考和借鉴。

渗流作用对卵石地层隧道基坑及邻近管线影响

依托洛阳市周山大道下穿隧道深基坑工程,结合周边复杂环境及水文地质条件,研究渗流作用对卵石地层隧道基坑及邻近管线的影响规律。采用MIDAS GTS NX软件建立模型,结合现场监测分析了开挖过程中基坑周边土体位移、地表沉降值、支护变形规律,以及基坑开挖和降水对邻近管线变形的影响,并将数值计算结果与现场监测数据进行对比分析。结果表明:围护结构水平位移整体为前倾曲线,随嵌入深度先增大后减小,最大位移为13.94 mm,位于桩身中部,并在规范允许范围内;降水期间地表沉降程度加剧,与基坑距离1.5倍设计开挖深度以上时沉降几乎占据总位移60%以上;开挖深度超过6 m时邻近管线较上一工况最大沉降差为3.35 mm,竖向变形整体为下沉形态,位移最终呈现两端小、中间大的结果,具有明显空间效应。

基于固化剂稳定细砂土的配合比设计及现场监测研究

为了研究土体中掺入土壤固化剂的加固效果,文章依托实际项目设计不同掺量固化剂配合比试验,通过无侧限抗压强度试验确定最佳配合比,并结合现场沉降监测数据分析固化剂稳定细砂土实际应用效果。研究表明:最佳配合比为固化剂含量0.03%,水泥含量6%;通过现场沉降监测,验证了固化剂稳定细砂土实际应用的合理性。固化剂稳定细砂土具有较好的实用工程价值,研究成果可为指导实际工程提供一定参考。

富水砂层双线盾构隧道下穿车辆段咽喉区施工参数优化及沉降控制措施

依托西安地铁2号线正阳大道站—北客站区间双线盾构隧道下穿车辆段咽喉区工程,采用理论计算、数值模拟、现场监测的方式,分析盾构在穿越富水砂层时施工参数对地表及道床变形的影响,给出盾构掘进参数建议值。提出洞内注浆补强措施,有效控制了地表及道床沉降。研究结果表明:当土仓压力、同步注浆压力分别大于0.14、0.24MPa时,增大土仓压力、同步注浆压力对地表及道床沉降控制效果不明显,结合理论计算结果,建议土仓压力、同步注浆压力分别取0.14、0.24MPa;随着隧道横向间距的增加,两条隧道均贯通时地表及道床沉降曲线从V形变为U形,再变为W形;为了减小左右线施工对地表及道床沉降的影响,建议将盾构纵向间距控制在30环左右;洞内注浆加固措施对地表及道床沉降的控制效果较好。

沙地公路取土场植被恢复模式与效果分析

就浑善达克沙地高等级公路取土场采取的植被恢复与建设技术,提出了路域取土场植被恢复的优化配置和技术模式为平铺式砾石沙障+低立式菱形芦苇沙障+高立式沙柳沙障+樟子松造林。研究结果表明:取土场植被恢复技术模式的应用明显恢复了植被,樟子松成活率和保存率分别提高了30%和35%,植被覆盖度是流沙地的5倍,生物量增加了3.40～5.16倍,植被组成趋向于多样化、稳定化;取土场内的风速比是流沙的14.61%,输沙率减少了的91.7%,粗糙度是流沙的38.86倍,极大地减弱了近地表风速,减少了输沙量,改善了取土场下垫面的状况,改良土壤理化环境。

水平井泡沫流体冲砂技术研究及应用

水平井冲砂作业时由于地层压力较低冲砂液漏失严重,泡沫流体冲砂技术可以有效减轻低压水平井的漏失问题,提高冲砂效率。通过实验和数值模拟方法研究了泡沫流体的携砂能力,得到了泡沫流体的携砂规律,并进行了现场应用。研究结果表明:当泡沫特征值为0.85时泡沫流体的黏度达到最大值1.14Pa·s,直径为0.5mm的砂粒的沉降速度为10-4～10-3m/s,几乎可以悬浮在泡沫中;在接近水平的环空管道,泡沫流体的携砂性能远大于混气水和水的携砂性能,泡沫流体更适合于水平井的冲砂洗井。现场应用实例证实了泡沫能有效防止地层漏失,顺利建立起油套循环,作业后产量有较大幅度的增加,泡沫流体冲砂洗井技术是清除低压水平井井底出砂的一项有效措施,对现场具有指导意义。

嫩江沙地人工防风固沙林立地质量变化研究

对嫩江沙地不同发育阶段的小黑杨人工防风固沙林土壤水分、土壤理化性质进行了测定与分析。结果表明:随着种植年限的增长,小黑杨人工防风固沙林土壤的立地质量发生了很大的变化,土壤容重降低,孔隙度增加,土壤的持水能力和土壤肥力都有所提高,土壤理化性质均得到不同程度的改善。随着人工防风固沙林的建立,土壤水分呈下降的趋势,成为嫩江沙地植被恢复和人工固沙林群落稳定发展的一个重要的限制因子。

砂土液化场地桩基地震反应分析

用整体动力有限元方法进行砂土液化场地桩-土-结构动力相互作用及桩基地震反应分析。在土体侧向的边界节点处用弹簧并联阻尼器来进行模拟;在土体平面应变单元和桩体梁单元连接处,用补充约束方程的方法进行节点耦合,使两种不同类型单元满足连续条件。结合典型工程实例选择桩-土-结构及荷载参数,重点讨论了三种不同情形下砂土液化场地土-结构相互作用对桩基地震反应的影响,分析和比较了三种情形下体系1至6阶的自振周期、基桩危险截面处的位移与内力时程和最不利时刻桩身的位移与内力等,得到了一些对工程实际有益的结论。